刘鑫[1]2001年在《几种酸性土壤活性锰变化特征及在油菜上的反映》文中研究指明以湖北省3种酸性土壤为研究对象，以灰潮土为对照，通过盆栽试验、土壤室内培养实验研究了土壤活性锰的动态变化特征及其与油菜生物反应；并采用液流动力学方法研究了几种有机化合物对土壤锰的吸附与溶出特征。所得的主要研究结果如下： 1．在盆栽条件下，土壤酸化后pH下降，Eh上升，土壤易还原性锰转化为交换性锰和碳酸钙结合态锰，且交换性锰的增加明显滞后于碳酸钙结合态锰。由土壤Eh和pH、Mn~(2+)回归模拟分析，在酸化处理中，MnO_2／Mn~(2+)电对是棕红壤锰化合物变化的主要途径，MnOOH／MnO电对是黄棕壤锰变化的可能机制。 2．土壤室内培养实验中，淹水状态土壤pe+pH下降较水饱和状态更为明显，土壤易还原性锰和交换性锰呈互相消长趋势。棕红壤和黄棕壤易还原性锰含量高，土壤交换性锰增加速率大于易还原性锰含量较低的灰潮土，花岗岩发育的红壤易还原性锰最低，其交换性锰增加得最慢，这说明土壤Mn~(2+)的增加与易还原性锰含量有关。抛物线扩散方程能较好地反映土壤锰的转化过程，即土壤锰的转化速率可能受扩散控制。 3．土壤对外源锰的吸附与土壤pH有关，石灰性土壤具有更强的吸附固定锰的能力。不同类型土壤锰吸附动力学以权函数方程拟合度较好。有机化合物中，柠檬酸溶出土壤锰的能力明显大于葡萄糖。在外源锰与有机化合物共存的条件下，二者产生竞争机制，即吸附与络合，哪种反应占优势，取决于土壤易还原性锰含量，棕红壤和黄棕壤主要表现为有机化合物与土壤锰的络合反应。 4．油菜锰毒害后叶片失绿黄化，叶缘卷曲皱缩，老叶上出现褐色斑点，初花期油菜开花延迟，花少，分枝较多，油菜生育期延长，经济产量下降。油菜体内吸收的锰以及Mn／Fe比与土壤交换性锰呈正相关。土壤酸化后，土壤Fe、Mn、Cu、Zn有效性增加；施用CaCO_3后，降低了油菜对Mn、Mg等元素的吸收。初花期，棕红壤与黄棕壤强酸化处理与施用CaCO_3处理，油菜对Mn、Ca和Mg的吸收都存在显着性差异，锰在油菜体内分布不均匀，为：叶＞花＞茎。
崔京珍[2]2011年在《含硼针铁矿对红壤养分状况、致酸效应的影响及其在油菜上的应答》文中认为硼是植物生长必需的微量元素之一。硼与土壤中铁氧化物之间的相互作用会对土壤微环境-植物生长产生影响,是影响硼的土壤化学行为和硼的植物营养作用的重要因素。本研究模拟土壤中硼与针铁矿的吸附反应,利用凝胶共沉淀方法,人工合成普通针铁矿和含硼针铁矿即：吸附硼针铁矿(ad-B-goethite)和包被硼针铁矿(oc-B-goethite)。将普通针铁矿和含硼针铁矿引入红壤,利用土培方式,通过设置不同处理,观察含硼针铁矿对油菜苗期和收获期长势-长相及表观生物量的影响；研究含硼针铁矿对土壤致酸离子及其它土壤性质的影响；利用同位素示踪试验研究含硼针铁矿在土壤中硼的释放特性及生物有效性。主要研究结果如下：1.包被硼针铁矿的热水溶性硼含量和全硼含量比吸附硼针铁矿高,其有效硼占全硼含量的比例比吸附硼针铁矿低；吸附硼针铁矿的硼比包被硼针铁矿的容易释放和被植物吸收利用。不同针铁矿比表面积大小顺序为：包被硼针铁矿>针铁矿>吸附硼针铁矿。含硼针铁矿表面Fe-OH-Fe的表面羟基弯曲振动的部分吸收峰在针铁矿基础上有所减弱,且吸附硼针铁矿保持了针铁矿的结构,而包被硼针铁矿结构发生变化。2.含硼针铁矿能提高油菜不同生育期地上部和根部干物质积累量,使油菜生长状况比单独施硼处理和单独施针铁矿处理好。含硼针铁矿增加油菜一级有效分枝数,提高其收获系数,但含硼针铁矿处理油菜株高和第一级有效分枝枝高降低。不同含硼针铁矿在不同的生育期对油菜的影响作用不尽相同。3.含硼针铁矿提高土壤热水溶性硼含量和土壤供硼能力,能够持续满足油菜整个生育期对硼的需求。土壤热水溶性硼含量的提高,促进油菜对硼的吸收利用,并且土壤热水溶性硼含量和油菜硼含量与油菜干物质积累密切相关,说明,土壤热水溶性硼含量的提高是油菜硼吸收量增加和生物量增加的重要原因。4.含硼针铁矿提高土壤pH值,降低土壤交换性酸含量,油菜收获期土壤pH升高比苗期明显；其效果顺序为：包被硼针铁矿>吸附硼针铁矿>针铁矿。含硼针铁矿对交换性H+影响较明显而对交换性A13+影响较小。油菜生物量表现与土壤pH值升高和交换性酸含量的降低密切相关。由此说明,含硼针铁矿处理,土壤pH值提高和交换性酸下降是油菜生长良好的又一重要原因。5.含硼针铁矿降低土壤活性铝、活性锰含量,这一效果在油菜苗期比在收获期明显。苗期土壤活性铝、收获期土壤活性锰含量的减少降低了油菜对铝、锰的吸收,苗期土壤活性铝含量与油菜铝含量,收获期土壤活性锰含量与油菜锰含量分别呈显着正相关关系。含硼针铁矿使土壤不同形态锰含量发生变化,其中植物难以利用形态锰含量增加,减少了植物对过量锰的吸收,促进植物生长。6.土壤热水溶性硼含量的增加不能降低土壤活性铝、锰含量,而植物对硼的吸收有利于抑制铝、锰的毒害作用。土壤铝、锰含量与土壤热水溶性硼含量无相关关系,而油菜铝、锰含量与油菜硼含量呈现高度负相关。含硼针铁矿降低土壤活性铝、锰含量,减少土壤铝、锰的供应能力,尤其是通过给油菜提供硼营养从而抑制铝、锰对油菜的毒害作用,促进油菜的生长。逐步回归分析说明,提高土壤pH和降低土壤交换性H+和活性Mn含量为苗期油菜生长提供了良好的土壤微环境；而收获期土壤pH和活性A1对土壤酸环境的影响比较重要。7.含硼针铁矿影响土壤不同形态磷含量,对Org-P影响最明显。土壤Al-P、Fe-P、Org-P含量与油菜吸收磷量和油菜干物质积累量高度相关。不同形态的磷对油菜不同部位磷吸收量和干物质积累量影响不同。茎秆磷含量的减少和土壤Org-P含量增加是含硼针铁矿处理油菜株高相对较低的重要原因。8.含硼针铁矿在土壤中以晶型状态存在为主,油菜苗期吸附硼针铁矿明显活化,收获期包被硼针铁矿才活化明显。苗期无定形铁、游离铁含量的增加影响土壤A1-P和EXC-Mn的含量,收获期游离铁的增加影响Al-P、Org-P的含量。无定形铁增多有利于O-Fe-P的释放,提高闭蓄态磷的有效性,同时对OM-Mn、RO-Mn含量产生影响。含硼针铁矿的活化对土壤磷、锰形态产生影响,而不会影响含硼针铁矿中硼的解吸,油菜对铁的吸收利用也未出现不利影响。9.含硼针铁矿能提高油菜苗期土壤中不同形态活性有机质的含量；高活性有机质与土壤热水溶性硼含量呈显着相关,并影响油菜对硼的吸收利用。有机质对土壤不同磷形态的影响主要是高活性有机质和低活性有机质对A1-P和Org-P的影响。低活性和中活性有机质是影响土壤不同形态锰含量的主要成分。10.含硼针铁矿提高油菜苗期土壤中有效钙、镁含量；在此条件下,油菜根部对铜、锌吸收量增加,地上部对铜、锌吸收量减少；逐步回归分析说明,良好的土壤供硼环境和较低的活性铝、锰含量有利于油菜根系生长,而铝、钙含量的减少和镁吸收量的增加有利于油菜地上部的生长。11.有无植物参与条件下,含硼针铁处理在土壤中10B释放量都不断增加,包被硼针铁矿比吸附硼针铁矿10B释放量高。植物的参与有利于含硼针铁矿1oB的释放。苗期油菜地上部和根部生物量不断增加,油菜对10B吸收的累积量与含硼针铁矿中10B的释放量一致,即10B的释放有利于植物对硼的吸收利用。10B释放动力学方程拟合结果说明：无植物参与条件下,零级速率方程和抛物线方程对吸附硼针铁矿、一级速率方程对包被硼针铁矿10B释放量拟合度较高；有植物参与条件下,零级、一级和抛物线方程均适合描述吸附硼针铁矿和包被硼针铁矿10B释放过程,其中,一级速率方程对包被硼针铁矿10B释放过程拟合达到极显着。吸附硼针铁矿中10B的释放速度在短期内比较快,而包被硼针铁矿中10B的释放速度持续较高,这与含硼针铁矿在土壤中硼的活化特性相呼应。
董建军[3]2007年在《合肥地区农田土壤重金属形态特征及其生物有效性研究》文中认为该研究在分析合肥地区土壤中重金属总量和各形态含量及分布的基础上,比较了不同作物对重金属累积程度的差异,并通过相关性,探讨了重金属形态与不同作物的累积量的关系;借助于重金属形态与土壤主要理化性质的关系,进一步分析了影响重金属有效性的主要土壤理化性质,在此基础上初步拟定了土壤重金属形态的临界值;通过等温吸附试验,了解了土壤对铅、镉的等温吸附特性。主要研究结论如下:1.合肥地区不同重金属形态(水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、强有机结合态、铁锰氧化物结合态、残渣态)含量的描述性统计分析表明,除土壤Cd以离子交换态为主外,其余叁种元素As、Hg、Pb则以残渣态为主。四种重金属元素的形态含量大小排序为:As为残渣态＞腐殖酸结合态＞强有机结合态＞水溶态＞碳酸盐结合态＞离子交换态＞铁锰氧化结合态;Hg为残渣态＞铁锰氧化结合态＞腐殖酸结合态＞水溶态＞离子交换态＞强有机结合态＞碳酸盐结合态;Cd为离子交换态＞残渣态＞强有机结合态＞腐殖酸结合态＞铁锰氧化结合态＞碳酸盐结合态＞水溶态;Pb为残渣态＞强有机结合态＞腐殖酸结合态＞离子交换态＞碳酸盐结合态＞铁锰氧化结合态＞水溶态。同时,土壤重金属元素的活性态(水溶态+离子交换态+碳酸盐结合态+腐殖酸结合态+强有机结合态+铁锰氧化物结合态)含量占总量的比例相差较大,其中所占比例最大的是Cd,最小的是As。从土壤中各重金属形态含量的变异系数来看,除残渣态Hg、离子结合态Cd属于强变异外,其余所有形态重金属含量的变异系数均介于10%-70%之间,属于中等变异。2.水稻籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分别为0.167、0.031、0.158mg/kg、10.335μg/kg;小麦籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分别为0.064、0.053、0.307mg/kg、0.559μg/kg;油菜籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分别为0.012、0.045、0.288mg/kg、50146μg/kg;花生籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分别为0.057、0.146、0.388mg/kg、1.668μg/kg。应用农业部颁布的食品重金属限量标准评价的结果表明:水稻中As、Hg、Pb存在一定程度的超标;小麦中As、Cd、Pb存在一定程度的超标;油菜中Cd、Pb存在一定程度的超标;花生中只有Pb存在一定程度的超标。而从累积率来看,水稻对不同重金属的累积顺序为Cd＞Hg＞As＞Pb;小麦为Cd＞Pb＞Hg＞As;油菜和花生均为Cd＞Hg＞Pb＞As。As被不同作物的累积顺序为水稻＞小麦＞花生＞油菜;Hg为水稻＞油菜＞花生＞小麦;Cd为花生＞油菜＞小麦＞水稻;Pb为花生＞小麦＞油菜＞水稻。3.作物籽粒重金属含量与土壤中重金属形态的关系分析表明,水稻中Hg含量与离子交换态Hg间在P≤0.1时呈显着负相关,Cd含量与铁锰氧化物结合态Cd间在P≤0.1时呈显着正相关,Pb含量与强有机结合态Pb呈显着正相关性,而且Pb含量与铁锰氧化物结合态Pb间在P≤0.1时呈显着正相关。小麦中As含量与水溶态As呈极显着正相关,Cd含量与土壤全量Cd、水溶态Cd、离子交换态Cd、碳酸盐结合态Cd、腐殖酸结合态Cd呈极显着正相关,另外,Cd含量与强有机结合态Cd间在P≤0.1时呈显着正相关。Pb含量与腐殖酸结合态Pb、铁锰氧化物结合态Pb间在P≤0.1时呈显着负相关。油菜籽中As含量与土壤全量As、水溶态As、腐殖酸结合态As呈显着正相关,Cd含量与腐殖酸结合态Cd呈显着负相关,Pb含量与腐殖酸结合态Pb之间关系在P≤0.1时呈显着正相关。花生仁中As含量与碳酸盐结合态As呈极显着性正相关,Cd含量与强有机结合态Cd间在P≤0.1时呈显着正相关,Pb含量与全量Pb、腐殖酸结合态Pb呈显着负相关,另外,Pb含量与强有机结合态Pb间在P≤0.1时呈显着负相关。4.土壤重金属生物有效性的影响因素分析表明,有机质是影响土壤中As对小麦有效性的因素,而影响土壤中As对油菜有效性的因素是CEC;CEC是影响土壤中Hg对水稻有效性的因素;影响土壤中Cd对小麦有效性的主要因素是pH和CEC,影响土壤中Cd对油菜有效性的因素是CEC,影响土壤中Cd对花生有效性的因素是pH;影响土壤中Pb对小麦、油菜有效性的因素是CEC。5.根据合肥地区重金属生物有效性的研究结果,通过两种方法初步拟订出合肥地区土壤重金属(Pb、Cd、As、Hg)形态的临界值,若以活性态表示,其临界值分别为4.21、0.0259、0.07、12.63mg/kg。
参考文献：
[1]. 几种酸性土壤活性锰变化特征及在油菜上的反映[D]. 刘鑫. 华中农业大学. 2001
[2]. 含硼针铁矿对红壤养分状况、致酸效应的影响及其在油菜上的应答[D]. 崔京珍. 华中农业大学. 2011
[3]. 合肥地区农田土壤重金属形态特征及其生物有效性研究[D]. 董建军. 安徽农业大学. 2007